Les différents types de transducteurs : lequel est le meilleur ?

En bref :

Tous les types de transducteurs ont leur raison d’être, leurs avantages et leurs inconvénients. Comme souvent, tout dépend de leur mise en œuvre concrète et des casques réellement proposés au client final, et à quel prix.

Commençons donc.

Et commençons par un aveu : je suis certes ingénieur du son de formation, mais je n’ai encore jamais construit moi-même d’enceintes ni de casques, ni mesuré leurs composants pour en vérifier telle ou telle propriété. Je fonde mes affirmations sur des effets mesurables, ou du moins vérifiables, dans la pratique. Les mesures proviennent de tiers et, à mon avis, auraient déjà été réfutées si elles contenaient des erreurs flagrantes. Les affirmations des fabricants sans autre source sont mentionnées par souci d’exhaustivité, mais ne sont pas prises en compte.

Le transducteur dynamique

Le pain quotidien de l’industrie audio. Sur les enceintes, on voit souvent des tweeters exotiques comme les rubans ou les AMT, mais au moins dans le grave, impossible de se passer du bon vieux transducteur dynamique.

Le principe est toujours le même : prenez une membrane qu’il faut stabiliser d’une manière ou d’une autre sur le bord et au centre, par exemple avec un spider et un cône, placez un aimant derrière elle et faites en sorte qu’une bobine de fil soit enroulée autour de celui-ci. Le courant fait alors avancer et reculer la membrane.

Avantages :

• L’avantage des transducteurs dynamiques, c’est qu’ils sont bon marché et disponibles en grande quantité ; les plus grands fabricants de casques, comme Sennheiser et Focal, misent presque exclusivement sur des transducteurs dynamiques.
• Ils permettent une construction légère : les casques les plus légers restent des modèles dynamiques
• Son : tous les casques loués pour leurs médiums particulièrement naturels, comme le HD650, utilisent des transducteurs dynamiques en « biocellulose » (papier). Est-ce dû au type de transducteur, ou sommes-nous tous tellement habitués au son des transducteurs dynamiques que nous le jugeons naturel ? C’est la question de l’œuf et de la poule, mais je pense que nous ferions évoluer nos références si un autre type de transducteur était supérieur sur ce point.

Inconvénients :

• Si l’on veut vraiment les amener à un haut niveau de qualité sonore, il faut de nouveau beaucoup investir dans la science des matériaux, que l’on choisisse la biocellulose (papier), l’aluminium/magnésium, le béryllium ou autre chose. Dans les projets DIY, comme ceux que des passionnés sortent actuellement de leur imprimante 3D, on utilise donc volontiers des transducteurs planaires magnétiques.
• Son : sur le plan sonore, les transducteurs dynamiques n’ont pas que des avantages. Leur principe impose de trouver un équilibre entre rigidité, oscillations résiduelles et pression : une membrane trop grande, et la distorsion apparaît trop vite. Trop d’excursion, et cela mène au pire à l’écrêtage, tandis que l’attaque et l’extinction des sons en pâtissent. C’est pourquoi, quel que soit le compromis choisi, le sub-grave reste toujours un point faible des casques ouverts à transducteurs dynamiques ; voir les réponses en fréquence ici :

Autres particularités :

• Un casque dynamique représente aussi pour l’amplificateur une charge dynamique, car son impédance dépend de la fréquence. Un amplificateur à tubes peut donc modifier la réponse en fréquence d’un casque dynamique et, dans la plupart des cas, accentuer le grave. Si l’on souhaite expérimenter avec des amplificateurs à tubes, le choix est plutôt limité avec les autres types de transducteurs.

Planaire :

Une technologie de transducteur relativement récente, mais qui a conquis le marché assez rapidement. Prenez une grande membrane qui porte en même temps le conducteur : plus de bobine, c’est une piste conductrice qui serpente de haut en bas sur la membrane elle-même. Pour contrôler le transducteur, il y a toujours quelques aimants derrière la membrane, parfois aussi devant.

Avantages :

- Son : ce qui pose problème avec un casque dynamique, c’est le grave ; ici, ce n’est absolument pas le cas :

Selon l’accord, on peut obtenir de véritables monstres de grave, bien qu’il s’agisse de casques ouverts. L’accord passe notamment par l’épaisseur de la membrane elle-même : une membrane plus épaisse est plus lente, car plus lourde, mais elle peut produire une belle pression dans le grave et résiste presque sans distorsion aux expériences d’égalisation les plus folles. Si l’on amincit un peu la membrane, on peut extraire encore plus de détails dans l’aigu, et le grave reste présent sur le papier, c’est-à-dire linéaire et sans chute, mais plutôt éthéré, sans véritable impact.

Voir ici :

(Hifiman Arya Organic)

• Dans l’aigu aussi, le casque planaire magnétique a des avantages, car sa membrane peut démarrer et revenir au repos plus vite que celle d’un dynamique. Pour le grave comme pour l’aigu, l’astuce consiste simplement à rendre la membrane immense : au lieu d’un cercle de 4 à 5 cm de diamètre, on a tout simplement un rectangle de 10 à 11 cm de diagonale. L’énergie vient de la surface, pas de l’élan.

Inconvénients :

• La membrane plus grande et les aimants nécessaires pour la contrôler sont plutôt encombrants et lourds. On ne pourra donc jamais construire le casque le plus léger du monde avec un transducteur planaire, et les formats plus compacts sont également plus difficiles à réaliser.
• Prix : les casques planaires les moins chers coûtent bien plus que ce que l’on trouve en casques dynamiques abordables. Cela ne joue toutefois plus aucun rôle dans le haut de gamme, car au-delà de 500 €, on trouve dans les deux cas des produits extrêmement compétents.

Autres particularités :

• Comme les transducteurs planaires sont en principe plus fins que les dynamiques, ils sont aussi, dans une certaine mesure, plus fragiles. Sur d’anciens modèles Audeze, les transducteurs se déchiraient lorsqu’on les mettait sous pression, par exemple en rangeant le casque sur un support de type Omega. On a aussi signalé des membranes endommagées sur des casques entreposés près de chantiers, d’où arrivait trop de poussière. Cela semble toutefois appartenir au passé.

Électrostatique :

Ce type de transducteur est déjà si exotique qu’on ne trouve pas de plus beaux schémas en ligne. On l’associe surtout à Stax, alors que Koss, Hifiman et même Sennheiser ont aussi des électrostatiques à leur catalogue, et que Shure propose même un intra-auriculaire électrostatique.

Avantages :

• Son : ce qui distingue le transducteur planaire, l’électrostatique le pousse encore un cran plus loin. Une membrane encore plus fine et plus légère, qui se laisse piloter encore plus vite, fait de nombreux électrostatiques de véritables monstres en matière de résolution et de restitution des aigus. Qui aime écouter la musique à l’échelle moléculaire ne passera pas longtemps à côté des électrostatiques.

Voir ici : Hifiman Jade II

Inconvénients :

• Son : comme la membrane est encore plus fine que celle des transducteurs planaires, la plupart des modèles sont ici aussi plutôt faibles dans le grave. Il existe des électrostatiques équilibrés, voire généreux dans le grave, mais il faut alors mettre très lourdement la main au portefeuille (le plus souvent un montant à cinq chiffres). Voir également la réponse en fréquence du Jade II.
• Amplificateur dédié nécessaire : comme les électrostatiques fonctionnent avec leur propre tension de fonctionnement, ils demandent aussi leur propre type d’amplificateur, communément appelé énergiseur. Ceux-ci sont certes compatibles avec tous les électrostatiques, mais savoir s’ils s’accordent bien sur le plan sonore est une autre question ; en outre, il faut alors le plus souvent un second amplificateur pour les casques planaires ou dynamiques.
• Prix : comme il faut toujours un énergiseur pour son premier électrostatique, le prix grimpe forcément.

Avec cela, on couvre sans doute 99 % du marché, mais il faut aussi expérimenter pour faire progresser le son et la recherche. Par souci d’exhaustivité, donc :

AMT :

Air Motion Transformer : au fond, une idée proche de celle des planaires magnétiques, avec une variante :

Il y a toujours un conducteur qui traverse la membrane et ne forme donc, en quelque sorte, qu’un seul composant avec elle. Il y a toujours des aimants permanents, mais la membrane est pliée :

Au lieu d’osciller d’avant en arrière, la membrane se déplie et se replie pour chaque signal, ce qui offre une surface de membrane encore plus grande, logée dans un espace plus réduit. L’effet pratique, c’est la vitesse : avec un mouvement d’avant en arrière, le rapport entre le mouvement d’un côté, la pression acoustique et la vitesse produites de l’autre, est de 1:1. Avec l’AMT, il est de 1:4, ce qui assure des transitoires plus rapides et un rendement élevé.

Inconvénient :

À notre connaissance, le principe a été utilisé quelques fois dans des tweeters d’enceintes. Avec les HEDDphone 1 & 2, HEDD Audio a livré une preuve de concept : il permet aussi de couvrir tout le spectre de fréquences. Mais de l’extérieur, on ne peut pas juger si les autres fabricants ne l’utilisent pas parce qu’il est breveté, trop cher ou trop lourd. Pour l’instant, tout le potentiel de ce type de transducteur dépend donc d’une seule entreprise.

Ruban :

Les rubans ressemblent aux transducteurs planaires, mais ils ne sont ancrés qu’à deux extrémités et vibrent librement sur les deux autres côtés.

Les rubans sont à mes yeux encore un peu plus exotiques que les AMT : il existe certes avec Raal Requisite un fabricant établi, et ce type de transducteur sert aussi de tweeter dans des enceintes, mais Raal a commencé par un haut-parleur de tête entièrement ouvert qui, de l’avis de nombreux passionnés, nécessitait en plus un caisson de basses externe pour que l’expérience soit complète.

Raal propose désormais aussi des casques ouverts « normaux », mais leur impédance est si faible (<1 ohm !) qu’il leur faut un boîtier adaptateur pour pouvoir être alimentés par des amplificateurs ordinaires. Citation : « Pour les nouveaux Immanis et Magna, une interface spéciale a été développée sous la forme d’un support de casque qui, avec un câble spécial (SATIS Copper ou STAR-8 MKII Silver), permet le raccordement à un amplificateur casque “normal”. » Sans compter que Raal est le seul fabricant et que le prix d’entrée de cette technologie se chiffre en milliers d’euros, cela me paraît dans l’ensemble peu pratique.

Conclusion :

Je ne veux pas que cet article se termine par un « meilleur type de transducteur » ; j’espère plutôt avoir donné ici un bon aperçu, et je résume donc une dernière fois les caractéristiques essentielles des transducteurs :

Dynamique : son naturel, souple en matière d’amplification, robuste à l’usage

Planaire : bon compromis d’usage au quotidien entre électrostatique et dynamique

Électrostatique : le meilleur en matière de contrôle du transducteur et de restitution des aigus, au détriment de la polyvalence et du prix d’achat